Tìm hiểu sự ảnh hưởng của các nguyên tố c, si, mn, p, s đến tính chất cơ lý của gang,thép và phương pháp xác định c và s

Nhóm 2: Hồng Duy Điệp Nguyễn Minh Đức Phạm Anh Dũng Nguyễn Thị Duyên Nguyễn Thị Thu Hà - - - - - Tìm hiểu ảnh hưởng nguyên tố C, Si, Mn, P, S đến tính chất lý gang,thép phương pháp xác định C S • - - - Gang Là hợp kim Fe C số nguyên tố khác với hàm lượng nhỏ Trong gang hàm lượng C > 2%, thực tế thường dùng gang có hàm lượng C=1,7- 6,6% Đặc điểm chung gang thường có màu nâu, xám, dễ nứt rạn chịu tác dụng lực học dễ đúc, dễ gia công Ảnh hưởng nguyên tố C, Si, Mn, P, S gang : Cacbon: Hàm lượng cacbon cao màu gang xám, độ bền học, độ dẻo, tính dẫn nhiệt giảm xuống Silic: Làm gang xám, dễ tạo bọt bên khối gang làm gang dễ rạn nứt Mangan: Làm tăng tính mài mòn, tăng độ bền gang hàm lượng Mn cao dễ chuyển gang hợp kim thành gang trắng Photpho: Làm màu gang xám, cứng giòn, làm cho gang dễ nóngchảy, làm tính linh động dung dịch gang trạng thái nóng chảy cao nên dễ đúc Lưu huỳnh: Làm gang cứng, giòn, dễ nứt cục bộ, ngun tố có hại cho gang • - - - - - • - Thép Là hợp kim sắt điều chế từ gang cách làm giảm hàm lượng C xuống - - - 0,2 - 1,7%, đồng thời đưa thêm số nguyên tố khác Cr, Ni, V, W… làm giảm hàm lượng Si, P, S, Mn nhằm làm tăng tính lý cho thép Tổng nguyên tố tạp chất khơng q 2% Đặc điểm chung thép có độ bền cao, chịu lực kéo, uốn, có tính đàn hồi biến dạng tốt • Ảnh hưởng nguyên tố C, Si, Mn, P, S thép : Cacbon: hàm lượng C cho phép thép từ 0,1- 0,8% Khi hàm lượng C nhiều làm tăng độ cứng, sức bền kéo, uốn xoắn, độ đàn hồi tăng hàm lượng C lớn sức bền giảm, độ dẻo giảm khó gia công Silic Mangan: Nếu tỉ lệ thành phần nguyên tố tăng thép tăng độ bền học độ cứng Riêng Si làm cho tính đàn hồi thép cao, có độ thẩm từ cao nên dùng làm lõi máy biến Mn - - làm tăng tính mài mòn thép Hàm lượng cho phép Si từ 0,1 - 0,35%, Mn: 0,2 0,8% Photpho: P nguyên tố có thép lẫn từ quặng luyện gang đưa vào luyện thép không khử hết P làm tăng độ bền, độ cứng, làm tăng tính linh động thép lỏng lò luyện Nhưng hàm lượng P lớn làm thép dòn, chịu va chạm học kém, khơng biến dạng tốt thép nguội Hàm lượng P cho phép 0,05 - 0,07% Lưu huỳnh: Là thành phần có hại, thường có q trình luyện gang luyện thép khơng khử hết làm thép cứng, dòn, nóng cục bộ, hàm lượng cho phép < 0,06% • Phương pháp xác định C S Phương pháp xác định Cacbon theo tiêu chuẩn TCVN 1821:2009 Nguyên tắc: Đốt mẫu dòng oxi nhiệt độ thích hợp , hấp thụ khí CO2 tạo thành dd KOH Từ hiệu số đo thể tích trước sau hấp thụ nhiệt độ áp suất khí, tính hàm lượng Cacbon mẫu Điều kiện tiến hành: + Tiến hành nhiệt độ cao (12000C – I - - - 12500C), với thép hợp kim(13000C – 13500C) + Nguồn cấp khí phải khí O2 sạch, khơ + Tốc độ cung cấp khí phải phù hợp khoảng 4-5 giọt/s Nếu C>3%, để mẫu phân hủy nhanh cần sử dụng xúc tác - Phương trình phản ứng : C + O2 → CO2 Fe3C + 3O2 Mn3C + 3O2 → → CO2 + Fe3O4 CO2 + Mn3O4 4Cr3C2 + 17O2 → 8CO2+ 6Cr2O3 Công thức: %C = P.100% - Trong đó: + V1: hiệu số thước đo trước sau hấp thụ khí C mẫu thí nghiệm(ml) + V0: hiệu số thước đo trước sau hấp thụ Cacbon mẫu trắng(ml) + G: khối lượng mẫu(gam) - + P: hệ số chỉnh áp suất nhiệt độ II Phương pháp xác định Lưu Huỳnh theo TCVN 1820 – 76 Nguyên tắc: Đốt mẫu dòng oxi nhiệt độ thích hợp để oxi hóa S→SO2 + Cách 1: hấp thụ SO2 nước, chuẩn độ dd Iot với thị hồ tinh bột - - + Cách 2: hấp thụ hidro peoxit chuẩn độ NaOH với thị MR Điều kiện xác định: + Lượng mẫu: tùy theo hàm lượng S hợp kim mà khối lượng mẫu lấy cho phù hợp + Cần có thêm chất chảy thiếc đồng để mẫu dễ nóng chảy có khả đốt cháy hồn tồn mẫu + Nhiệt độ đốt 1350oC thép gang hợp kim cao, 1300oC thép gang hợp kim thấp trung bình Phương trình phản ứng: 3FeS+5O2 → Fe3O4 + 3SO2 H2SO3+H2O+I2 → 2HI+H2SO4 3MnS+5O2 → Mn3O4+ 3SO2 H2SO3+H2O2 → H2SO4+H2O SO2+H2O → H2SO3 H2SO4+2NaOH → Na2SO4+2 H2O Cơng thức tính kết quả: : V - thể tích dung dịch iot NaOH tiêu tốn chuẩn độ mẫu thí nghiệm(ml) V1 - thể tích dung dịch axit sunfuric tiêu tốn chuẩn độ để cân màu trường hợp màu hai bình khơng đồng nhất(ml) TS - độ chuẩn dung dịch iot natri hydroxyt, tính số g lưu huỳnh ml dung dịch G - lượng cân mẫu, tính (g) P - hệ số nồng độ dung dịch iot với dung dịch thiosunfat dung dịch natri hydroxyt với axit sunfuric 0,02N chuẩn độ  .. .Tìm hiểu ảnh hưởng nguyên tố C, Si, Mn, P, S đến tính chất lý gang,thép phương pháp x c định C S • - - - Gang Là hợp kim Fe C s nguyên tố kh c với hàm lượng nhỏ Trong gang hàm lượng C >... th c tế thường dùng gang c hàm lượng C= 1,7- 6,6% Đ c điểm chung gang thường c màu nâu, xám, dễ nứt rạn chịu t c dụng l c h c dễ đ c, dễ gia c ng Ảnh hưởng nguyên tố C, Si, Mn, P, S gang : Cacbon:... nguyên tố kh c Cr, Ni, V, W… làm giảm hàm lượng Si, P, S, Mn nhằm làm tăng tính lý cho thép Tổng nguyên tố tạp chất không 2% Đ c điểm chung thép c độ bền cao, chịu l c kéo, uốn, c tính đàn hồi